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Formengehäuse zur Aufnahme der formgebenden Teile
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einer Spritzgieß- oder Preßform Die Erfindung betrifft ein Formengehäuse
einer Spritz-.
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gieß- oder Preßform für die Kunststoffverarbeitung oder Druckgießform
für die Metallverarbeitung mit geführt auseinanderfahrbaren Formplatten.
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Mit der Herstellung von Formengehäusen der eingangs genannten Art
ist eine sehr umfangreiche, qualitativ hochwertige und damit teure handwerkliche
Arbeit verbunden.
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Es ist das Bestreben bekannt, diesen großen Aufwand durch eine gewisse
serienmäßige Vorfertigung zu verringern.
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Dies geschieht durch handelstbliche, standardisierte Bauelemente für
Formengehäuse, z.B. ebene Fassonplatten, Aufspannplatten, Führungssäulen, Führungsbuchsen
o.dgl., die vom Formenbauer ihre endgültige Gestaltung erhalten und zum kompletten
Formengehäuse zusammengebaut werden (z.B. Katalog K400 EUROPA-Reihe von Sustan).
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bekannte, standardisierte
Vorfertigung dem Formenbauer noch eine Vielzahl von individuellen, gestalterischen
Arbeiten übrigläßt, die trotz des gewissen Vorfertigungsgrades erhebliche Kosten
verursachen0 Hiebei muß berücksichtigt werden, daß es sich bei der Tätigkeit eines
Formenbauers um eine höchstqualifizierte handwerkliche Arbeit von entsprechender
Kostenintensität handelt. Die Ertindung beruht weiterhin auf der Erkenntnis, daß
bei dem bekannten Vorfertigungsgrad eines Formengehäuse5 dem Formenbauer zu einem
große Teil Arbeiten obliegen, die weniger als spezifische Formenbauerarbeiten als
vielmehr als reine maschinenbautechnische Arbeiten anzusehen sind, zu deren Bewältigung
der Formenbauer eigentlich nicht seine hohe handwerkliche Qualifikation benötigt.
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Der Erfindung liegt ausgehend von dieser Erkenntnis die Aufgabe zugrunde,
Formengehäuse der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Vorfertigungsgrad unter
Erhaltung einer möglichst universellen Verwendbarkeit als maximal und damit optimal
angesehen werden kann derart, daß zur individuellen Ausgestaltung der Form entsprechend
dem mit ihr zu fertigenden Werkstück nur noch eine geringstmögliche Arbeit notwendig
ist, bei der jedoch das spezifische Können des Formenbauers voll in Anspruch genommen
wird.
Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Zeichnungsaufwand bei
der Konstruktion von individuellen Werkstücken angepaßten Formen so gering wie möglich
zu machen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Formengehäuse als betriebsbereite
Einheit konfektioniert ist derart, daß zur individuellen Komplettierung lediglich
noch Fassonteile einzusetzen sind.
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In Weiterbildung des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens ist
vorgesehen, daß die Fassonplatten mit mindestens einer Ausnehmung zur Aufnahme der
Fassonteile versehen sind und daß diese eine konstante Gestaltung mit konstanten
Abmessungen und Maßtoleranzen aufweist.
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Als besonders zweckmäßig wird durch dle Erfindung empfohlen, daß die
Große der AuSnehmungGoberflAche und die in Axialrichtung der Auseinanderfahrbewegung
gemessene Wirkstärke der Fassonplatten in Abhängigkeit von der Schließkraft der
mit dem Formengehäuse zu versehenden Maschine gewählt ist derart, daß bei einem
Forminnendruck von 1000 bar eine maximale Verformung der Fassonplatten von 3 pnicht
überschritten wird. Um einen möglichst hohen Konfektionierungsgrad ZU erreichen,
ist weiterhin
bereit vorgesehen, daß jede Fassonplatte abhängig
vom Fassonplattenvolumen mit mindestens einem Heiz- und einem Kühlkreislauf versehen
ist, Im gleichen Sinne ist die Maßnahme getroffen worden, daß jede Fassonplatte
mit mindestens einer Fühlerbohrung zur Ermöglichung einer thermischen Regelung versehen
ist, Diese in Ausgestaltung der Erfindung getroffenen Maßnahmen berücksichtigen
folgenden Gedanken: Die Umformung aller Feststoffe in einer Form erfolgt nach den
Gesetzmäßigkeiten des pVT-Diagramms. Durch Vorberechnung der Druckaufnahme des Werkzeuges
wird das vom Werkzeug gebildete Volumen (V) zur Konstanten gemacht, Gleichzeitig
wird die Temperaturführung (T) dadurch konstant gemacht, daß die einzelnen Formplatten
hinsichtlich ihrer Masse berechnet sind und darüber,hinaus eine Zweikreis-Temperaturregelung
vorgesehen ist, Es ist also davon auszugehen, daß die Temperatur (T) in der Form
konstant ist Wenn man nun bei der konfektionierten Form davon-isgeh6.. kann, daß
Volumen und Temperatur Konstanten sind, so ist als Folge davon auch der Druck innerhalb
der Form weitgehend konstant und somit auch bei der Vorkonfektionierung -unabhängig
von der Fassonausbildung im Einzelnen - mit
größter Sicherheit
innerhalb engster Toleranzen berechenbar.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft die Ausgestaltung des Auswerferpaketes.
Bei der Demontage bisher bekannter Formengehäuse zum Formenwechsel an einer Maschine
muß die gesamte Auswerfereinheit demontiert werden. Zum Einbau eines neuen Formengehäuses
wird die Auswerfereinheit völlig neu montiert. Der weiteren Ausgestaltung der Erfindung
liegt nun der Gedanke zugrunde, die vollständige Demontage der Auswerfereinheit
bei einem Wechsel des Formengehäuses zu vermeiden. Dieser Gedanke wird grundsätzlich
dadurch realisiert, daß Maßnahmen dafür geschaffen werden, die der jeweiligen individuellen
Gestaltung der Fassonteile angepaßten Teile der Auswerfereinheit konstruktiv so
durchzubilden, daß sie ohne vollständige Demontage der Auswerfereinheit mit einer
Formhälfte verbindbar sind. Bei einem Formenwechsel sollen also diese Teile der
Auswerfereinheit von den übrigen Teilen der Auswerfereinheit von außen lösbar und
mit einer der Fassonplatten verbindbar ausgestaltet werden derart, daß die Auswerferstifte
in montiertem Zustand verbleiben und die Handreichungen zur erneuten Montage des
Formengehäuses an der Maschine für diese individuell angepaßten Teile der Auswerfereinheit
minimal sind. Die dadurch vermiedene
Notwendigkeit einer vollständigen
Demontage der Auswerfereinheit bei einem Formenwechsel spart erhebliche Zeit und
erhöht außerdem den Grad der Vorkonfektionierung des Formengehuses. Es wird auch
dadurch die Notwendigkeit einer Demontage der Druckfeder bei Druckfederauswerfern
vermieden, was wegen der hohen Vorspannkraft der Druckfeder Unfallquellen zu vermeiden
hilft. Die nähere Ausgestaltung dieses Gedankens geht aus der Figurenbeschreibung
hervor.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind
in weiteren Unteransprüchen niedergelegt und in der Figurenbeschreibung offenbart.
Es zeigen: Fig. 1 eine Explosiv-Darstellung der Einzelteile eines Formengehäuses
nach der Erfindung.
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Fig. 2 eine Darstellung analog Fig. 1 eines für die Aufnahme von Schiebern
versehenen Formengehäuses.
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Fig. 3 einen Schnitt durch die in Zusammenbauzustand befindliche Form
entsprechend der Linie III-III in Fig. 2.
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Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3.
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Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Linie V-V in Fig. 1 und 2 auch
die Auswerfereinheit.
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Die wesentlichen Teile des schieberlosen Formengehäuses gemäß Fig.
1 sind die Aufspannplatte 1, die beiden Fassonplatten 2,3, die Distanzplatte 4 Wítl
die andere Aufspannplatte 5. In die Fassonplatte 2 ragt die Angußbuchse 6 hinein,
die mit ihrem Kragen 7 vom Rand der Bohrung 8 der Aufspannplatte 1 gehalten ist.
Die Aufspannplatte 1 kann bereits zusätzlich mit Bohrungen (nicht gezeigt) zum Anschluß
des Formengehäuses an die Maschinentraverse
versehen sein. Mit
der Fassonplatte 3 sind bereits die Führulrijsbolzen 9 zur Führung der Gehäuseteile
bei der öffnungs- und Schließbewegung der Form fest verbunden.
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Die Aufspannplatten 1,5, die Fassonplatten 1,3 und die Distanzplatte
4 sind bereits mit Bohrungen 10 zur Aufnahme von Führungshülsen für die Führungsbolzen
9 versehen.
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In der Aufspannplatte 5 längsverschiebbar geführt ist die insgesamt
mit 11 bezeichnete Auswerfereinheit. Diese besteht aus drei in Axialrichtung 12
der Auswerfeleinheit längsverschiebbar innerhalb der Aufspannplatte 5 geführten
Führungsbolzen 13. An dem formenseitigen, aus der formenseitigen Oberfläche der
Aufspannplatte 5 herausragenden Enden der Führungsbolzen 13 ist die Auswerfergrundplatte
14 befestigt. Auf der formenseitigen Oberfläche der Auswerfergrundplatte ist die
Auswerferdeckplatte 15 befestigt. Auf der Auswerferdeckplatte 15 werden die Auswerferstifte
je nach den individuellen Fassonteilen der Fassonplatten individuell angeordnet.
Dies betrifft dann nicht mehr die Vorfertigung nach der Erfindung sondern die individuelle
Einzelanpassung der vorkonfektionierten Form an den spezifischen Formling, Auswerfergrundplatte
14 und Auswerferdeckplatte 15 sind innerhalb der Ausnehmung 17 der Distanzplatte
4 in Axialrichtung
12 längsverschiebbar angeordnet bzw. geführt.
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Die Umrißkontur der durchgehenden Ausnehmung 17 in der Distanzplatte
4 entspricht der Umrißform von Auswerfergrundplatte 14 bzw. Auswerferdeckplatte
15. Die Fassonplatte 3 weist auf der der Formplatte 2 gegenüberliegenden Oberfläche
18 eine Ausnehmung 19 zur Aufnahme der Fassonteile (nicht gezeigt) auf. Die Fassonteile
sind nicht Gegenstand der erfindungsgemäßen Vorfertigung Sie müssen jeweils nach
den Gegebenheiten des Formlings individuell vom Formenbauer gestaltet werden. Die
Ausnehmung 19 weist jedoch eine konstante Gestaltung auf mit konstanten Abmessungen
und Maßtoleranzen in Länge 20, Breite 21 und Tiefe 22. Dasselbe trifft für die Ausnehmung
23 auf der der Fassonplatte 3 gegenüberliegenden Oberfläche 24 der Fassonplatte
2 zu. Die Ausnehmung 23 ist in Fig. 1 nur strichpunktiert angedeutet.
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Die Größe der Oberflächen (Länge 20 x Breite 21) und die in Axialrichtung
12 gemessene Wirkstärke 25 bzw.
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26 der Fassonplatten 2,3 ist in Abhängigkeit von der Schließkraft
der mit dem Formengehäuse zu versehenden Maschine, d.h. in Abhängigkeit von der
jeweiligen Baugröße des Formengehäuses derart gewählt, daß bei einem Forminnendruck
von 1000 bar eine maximale Verformung
der Fassonplatten von 3 p
nicht überschritten wird. Dies entspricht der Grundnorm des Formengehäuses.
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Am äußeren Ende der Führungsbolzen 13 der Auswerfereinheit 11 ist
die Druckplatte 27 festgeschraubtç Zwischen Druckplatte 27 und Aufspannplatte 5
ist eine Schraubenfeder 28 zwischengeschaltet.
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Der Aufbau des Schieber-Formengehäuses gemäß Fig. 2 ist analog dem
des schieberlosen Formengehäuses gemäß Fig. 1 getroffen. Soweit hinsichtlich Einzelteilen
Identität mit den entsprechenden Einzelteilen des Formengehäuses gemäß Fig. 1 besteht,
sind identische Bezugszeichen verwendet. Die beiden Fassonplatten des Schieber-Formengehäuses
gemäß Fig. 2 sind mit 29,30 gekennzeichnet, Die Fassonplatte 29 enthält zwei Schieberwiderlager
31 (siehe auch Fig. 4), die aus dem Vollen gefräst sind, d.h. eine mit dem Werkstoff
der Fassonplatte 29 einstückige Ausbildung aufweisen.
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Die Ausbildung des Schieber-Formengehäuses gemäß Fig. 2 wird anhand
der Fig. 3 und 4 detaillierter beschrieben, wobei diese Ausführungen auch - ausgenommen
die Schieberanordnung - für die detaillierte Ausführung des schieberlosen Formgehäuses
gemäß Fig. 1 gilt:
Die Druckplatte 27 ist mittels Innensechskantschrauben
32 an den Führungsbolzen 13 befestigt. Die Befestigung erfolgt über Gewindebohrungen,
die in das stirnseitige Ende der Führungsbolzen 13 eingebracht ist, Die Führungsbolzen
13 sind innerhalb der Aufspannplatte 5 in Axialrichtung 12 längsverschiebbar geführt.
Sie durchdringen dabei eine zusätzliche Abdeckplatte 33. Am formenseitigen Ende
der Führungsbolzen 13 ist die Auswerfergrundplatte 14 und darauf die Auswerferdeckplatte
15 befestigt.
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Die Befestigung der Auswerfergrundplatte 14 erfolgt analog der der
Druckplatte 32. Die gesamte Auswerfereinheit 11 ist also durch Lösen der Druckplatte
27 als Ganzes auswechselbar an der Aufspannplatte 5 befestigt, Die Fassonplatte
30 weist einen elektrischen Heiz- und einen Wasser-Kühlkreislauf auf. Der Wasseranschluß
für den Kühlkreislauf ist mit 34 gekennzeichnet. 35 ist die Armatur zum Anschluß
der elektrischen Heizung. Zur Regelung der Temperatur der Fassonplatte 30 dient
ein thermischer Fühler, welcher in der Fühlerbohrung 36 einliegt, Der Heizkreislauf
selbst ist in Fig. 4 als Leitungsquerschnitt mit 37, der Kühlkreislauf mit 38 gekennzeichnet.
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Die Fassonplatte 30 trägt eine Ausnehmung 39 von konstanter Abmessung
zur Aufnahme der Fassonteile (nicht gezeigt), die individuell zu fertigen sind.
Sinngemäß gilt für
die Ausge;;taltung der Ausnehmung 39 das zur
Ausnehmung 19 der Formplatte 3 des schieberlosen Formgehäuses Gesagte. Die Ausnehmungen
19,39 sind lehrenhaltig zentrisch an den Formplatten 3,30 vorgesehen. Sie weisen
die Querschnitts form eines Quaders auf. In gleicher Weise könnte aber auch eine
zylindrische oder andere Querschnittsform vorgesehen sein. Oberhalb der Ausnehmung
39 der Fassonplatte 30 ist die Längsführung 40 für die Schieber 41 angeordnet, von
denen in Fig. 4 nur das äußere Ende des rechten Schiebers bildlich dargestellt ist.
Die Schiebersteuerung erfolgt inbekannter Weise über die Führungsbolzen 42, die
schräg in der Fassonplatte 29 eingespannt sind und mit Gleitsitz die Schrägbohrungen
43 der Schieber 41 durchgreifen, Die Ausnehmung 44 in der Fassonplatte 29 entspricht
der Ausnehmung 23 in der Fassonplatte 2. Auch in der Fassonplatte 29 ist ein Heizkreislauf
37 und ein Kühlkreislauf 38 vorgesehen. Zum Anschluß dieser Kreisläufe sind -wie
bei der Fassonplatte 30 - Anschlüsse bzw0 Armaturen 34,35 angeordnet. Auch eine
Bohrung für einen Temperaturfühler 36 ist vorgesehen.
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In den Ausnehmungen 19,23;40,44 der Fassonplatten 3,2; 30,29 können
zusätzlich Anschlußöffnungen (nicht gezeigt)
für Heizleitungen
zu den Fassonteilen selbst vorgesehen sein.
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Die Auswerfereinheit 11 selbst ist zentrisch geführt.
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Die Auswerferdeckplatte 15 weist eine seitliche Auskragung 45 auf,
die am Kontakt 47 des an der Aufspannplatte 5 befestigten Endschalters 46 anschlägt,
wenn sich die Auswerfergrundplatte 15 in ihrer zurückgezogenen Endstellung befindet.
Der elektrische Anschluß für den Endschalter 46 ist durch den Stecker 48 gebildet,
der ebenfalls mit der Aufspannplatte 5 fest verbunden ist. Der Endschalter 46 ist
elektrisch so geschaltet, daß ein Zusammenfahren der Fassonplatten 2,3 bzw. 29,30
nur in der in Fig. 3 dargestellten Auswerferruhestellung möglich ist.
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Die Elektroanschlüsse 35,48 für die Formheizung sowie den Endschalter
sowie die ebenfalls fertig konfektionierten Anschlußarmaturen 34 für die Kühlkreisläufe
sind gegen Beschädigungen dadurch weitgehend geschützt, daß sie alle auf einer Seite
des Formengehäuses angeordnet sind und daß auf dieser Seite die Aufspannplatten
1,5 verlängert sind derart, daß sie schützend über diese Teile hinausstehen.
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Die spezielle Ausgestaltung der Auswerfereinheit 11 wird anhand von
Fig. 5 näher beschrieben: In montiertem Zustand ist die Auspannplatte 5 durch Schrauben
55 an der Distanzplatte 4 festgelegt. Die Auswerfergrundplatte 14 wird durch den
Kopf 56 des Führungsbolzens 13 bzw.
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mittelbar durch die Schraubenfeder 28 gegen die Innenseite der Aufspannplatte
5 gepreßt. Die insgesamt mit 15 bezeichnete Auswerferdeckplatte besteht aus den
beiden Deckplattenhälften 49,50. Im Betrieb des Formengehäuses werden die Deckplatten
49,50 in der aus Fig. 5 ersichtlichen Form durch eine Mehrzahl von Schrauben 51
an der Auswerfergrundplatte 14 festgelegt. Die Schrauben 51 sind von der Außenseite
der Aufspannplatte 5 her betätigbar.
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Zu diesem Zweck liegen sie mit ihrem Kopf 57 in einer Durchgangsbohrung
58 der Ausspannplatte 5. Der Kopf 57 liegt auf der der Aufspannplatte 5 zugewandten
Oberfläche der Auswerfergrundplatte 14 auf. Die Schraube 51 greift mit ihrem Schaft
59 durch eine Bohrung 60 in der Auswerfergrundplatte 14 hindurch. Weiterhin greift
die Schraube 51 mit ihrem Gewindeteil 61 mit Spiel durch die Deckplattenhälfte 50
hindurch. Der Gewindeteil 61 ist hingegen in die Deckplattenhälfte 49 eingeschraubt.
Der Paßstift 62, oder mehrere solcher Paßstifte, sorgen für die Einhaltung einer
Soll-Stellung zwischen den beiden Deckplattenhälften 49,50.
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Die Auswerferstifte 52, vXontdenen in Fig. 5 nur einer
gezeigt
ist, liegen mit ihren Köpfen 63 zwischen den beiden Deckplattenhälften 49,50. Genauer
gesagt liegt der Kopf 63 in einer Aussenkung auf der der Deckplattenhälfte 50 zugewandten
Oberfläche der Deckplattenhälfte 49 ein. Dadurch sind die Auswerferstifte 52 fest
und unverlierbar in der Auswerferdeckplatte 15 montiert.
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Die beiden Schrauben 53, 54, die in der Regel Wirkungsgleich mehrfach
über den Umfang verteilt angeordnet sind, sind während des Arbeitens des Formgehäuses
nicht vorhanden. Sie werden erst in die aus Fig. 5 ersichtliche Stellung gebracht,
wenn es um die Demontage des Formgehäuses geht.
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Die Schraube 53 ist endseitig mit einem Gewinde 64 versehen. Mit diesem
Gewindeende ist sie in die Fassonplatte 3 einschraubbar. Die Schraube 53 liegt dabei
mit ihrem Kopf 65 lose in einer Aufnahmebohrung 66 der Auswerfergrundplatte 15.
Der Kopf 65 ist dune Bohrung 67 in der Aufspannplatte 5 durchsteckbar. Die Halteschraube
53 kann von der Außenseite der Aufspannplatte 5 her durch die Bohrung 67 hindurch
betätigt werden. Die Halteschraube 53 ragt mit einem Gleit- oder Bpielsitz durch
die Deckplattenhälften 49,50 hindurch. Ihr gegebenenfalls gewindeloser Bchaf-t ist
so gestaltet, daß zwischen der inneren Deckplattsnhälfte D und der Faalonplatte
3 ein. Distal; 68 verbleibt. eur GCcherunq dieser Distanz dient die
Distanzschraube
54. Diese ist ebenfalls durch die Bohrungen 69,70 in der Aufspannplatte 5 und der
Auswerfergrundplatte 14 hindurchführbar. Sie kann ebenfalls von der Außenseite der
Aufspannplatte 5 her bedient werden. Sie ragt mit Spiel durch eine Bohrung in der
Deckplattenhälfte 50 hindurch. Sie ist mit ihrem Gewinde in die innere Deckplattenhälfte
49 eingeschraubt und ragt ebenfalls durch diese -Dackplattenhäifte hindurch. Mit
ihrem stirnseitigen Ende 71 legt sich die Distanzschraube 54 in eingeschraubtem
Zustand an die der Auswerfereinheit 11 zugewandte Oberfläche der Fassonplatte 3
an.
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Zur Demontage des Formengehäuses wird wie folgt vorgegangen: zunächst
werden von der Außenseite der Aufspannplatte 5 her die Halteschrauben 53 und die
Distanzschrauben 54 in die aus Fig. 5 ersichtliche Stellung gebracht.
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Dadurch wird mit Distanz 68 die zweiteilige Auswerferdeckplatte 15
mit den zwischen ihren beiden Hälften 49,50 eingeschlossenen Auswerferstiften 52
an der Fassonplatte -3 fixiert. Sodann werden die Schrauben 51 ebenfalls von der
Außenseite der Aufspannplatte 5 her gelöst. Die Fassonplatte 3 kann nunmehr mit
dem durch die Deckplattenhälften 49,50 gebildeten Individualteil der Auswerfereinheit
11 entfernt werden. Der verbleibende Standardteil der Auswerfereinheit 11 kann nunmehr
mit einem einer anderen Fassonplatte 3 zugeordneten Individualteil im Rahmen eines
Formenwechsels schnell und unkompliziert a a
verbunden werden.
Diese vorteilhafte Trennung der Auswerfereinheit 11 in einen Konfektionsteil und
einen Individualteil kann natürlich auch bei solchen Formengehäusen vorteilhaft
angewendet werden, die sich im übrigen nicht durch die Vorteile des Erfindungsgegenstandes
auszeichnen.